对称椭圆弧柱板电容器的电容

在椭圆柱板上开缝的椭圆柱板电容器是电容器的一种形式.本文用保角变换的方法求解了缝宽不等的对称椭圆弧柱板电容器的电容值.由儒可夫斯基变换和分式线性变换,将对称椭圆弧柱板变换成为对称圆弧柱板,并再变换成为斜板电容器形式,利用对称斜板电容的结果求出缝宽不等的椭圆弧柱板电容器的电容.     

基于表面等离子体共振效应的椭圆柱银纳米线的光力研究

运用有限时域差分方法,研究了两椭圆柱银纳米线之间的光力及其物理机制,并且分析了椭圆柱银纳米线的尺寸以及相对位置对光力的影响.结果表明:椭圆柱银纳米线的尺寸以及相对位置等结构参量的变化导致两椭圆柱银纳米线之间光力的明显变化.由于局域耦合共振,Ag纳米颗粒间的内壁上存在电子的振荡行为,将微腔中光子的能量转化成电子集体振荡的动能,这使得微腔中的电磁场能量减小到负能态,从而产生收缩的负光力.因此,Ag纳米颗粒间相互吸引.     

基于表面等离子体共振效应的椭圆柱银纳米线的光力研究

运用有限时域差分方法,研究了两椭圆柱银纳米线之间的光力及其物理机制,并且分析了椭圆柱银纳米线的尺寸以及相对位置对光力的影响.结果表明:椭圆柱银纳米线的尺寸以及相对位置等结构参量的变化导致两椭圆柱银纳米线之间光力的明显变化.由于局域耦合共振,Ag纳米颗粒间的内壁上存在电子的振荡行为,将微腔中光子的能量转化成电子集体振荡的动能,这使得微腔中的电磁场能量减小到负能态,从而产生收缩的负光力.因此,Ag纳米颗粒间相互吸引.     

三种柱面形静电场问题的探讨

运用复变函数、保角变换等理论，把分离圆柱面形、偏心圆柱面形和偏轴椭圆柱面形变换成横截面为平行板，并计算出它们的电容、电势和电场强度等静电场问题．     

线电流与带有半椭圆柱凸起的大铁磁质板所形成的磁场及其数值模拟

将保角变换和磁像法相结合,求解由线电流与带有半椭圆柱凸起的大铁磁质板所形成的磁场,给出磁矢势分布和磁感线方程,并利用软件MATLAB对磁场分布进行数值模拟.     

冰绕椭圆柱有限长接触的压力熔化

本文研究相变材料(冰)围绕水平椭圆柱,在有限长接触时的压力熔化过程。应用边界层理论和冰、水的热物性求得熔化边界层厚度,作用力与熔化速度关系式。讨论了有关结果,并与长椭圆柱和有限长圆柱的压力熔化,以及有限长椭圆柱的温差熔化的结果进行比较发现:冰围绕相同尺寸的短椭圆柱接触熔化,在椭圆柱与冰间温差相等时,压力熔化速度小于温差熔化速度。相同条件下,冰围绕水平椭圆柱的压力熔化,短轴的熔化速度大于长轴的熔化速度。相同外力条件下,椭圆压缩比大于1时,绕短椭圆柱的熔化速度大于相同截面积的短圆柱,反之亦然。     

Gauss声束对离轴椭圆柱的声辐射力矩

利用部分波展开法求解得到了Gauss声束入射下刚性和非刚性椭圆柱的声散射系数,推导了一般情况下的声辐射力矩表达式.在此基础上,通过一系列数值仿真详细分析了离轴距离、入射角度和束腰半径对声辐射力矩的影响.结果表明:正向与负向声辐射力矩均可以在一定条件下存在;低频情况下刚性椭圆柱比非刚性椭圆柱更容易产生较强的声辐射力矩;特定频率的入射声场可以激发出非刚性椭圆柱不同阶的共振散射模式,因而非刚性椭圆柱的声辐射力矩峰值与频率的关系更密切;增加束腰半径有利于扩大散射截面,进而增加椭圆柱的声辐射力矩.该研究结果预期可以为利用声辐射力矩实现粒子的可控旋转和流体黏度的反演提供一定的理论指导.     

椭圆柱坐标下等值坐标带电导体柱的电势与电场分布

利用椭圆柱坐标求解共焦共轴带电导体双椭圆柱和双曲柱电势和电场的分布,并对一些特例作了讨论.     

无限长直椭圆柱(或柱壳)形带电导体外的电场分布

利用保角变换,将无限长导体椭圆柱面变为无限长导体圆柱面,求出无限长导体椭圆柱面外的电势分布并进而给出电场分布.     

水中充气弹性椭圆柱壳上的圆周波

本文是实验研究水中充气、不同离心率的铝和紫铜椭圆柱壳上的圆周波.实验观察到对称型圆周波和反对称型圆周波,发现它们的传播速度与弹性壳的曲率无关,并在理论上同水中弹性板内的对称型拉姆波和反对称型拉姆波的传播速度相一致.     

共焦椭圆柱等值坐标电容器的电容

利用共焦椭圆柱坐标给出共焦椭圆柱电容器电容的一般表示,求解椭圆柱形电容器和双曲柱形电容器的电容,丰富了此类电容器电容值计算的结果.     

开缝椭圆柱板电容器的电容

在求解与平面场有关的问题时,保角变换方法是一种常用的非常有效的方法,利用保角变换求解柱形电容器的电容,可以将较为困难的问题变换为简单的电容的求解.由两个圆弧柱或两个椭圆弧柱极板构成的电容器是较为重要的柱形电容器,文献[1]求解了对称圆弧柱构成的电容器的电容,在此基础上本文利用幂变换的方法求解开缝不对称圆弧柱极板电容器的电容,并再次利用儒可夫斯基变换,将开缝不对称椭圆柱极板变换为对称圆弧柱极板形式,利用对称圆弧柱板电容的结果求出开缝椭圆柱极板电容器的电容.     

高速气体与椭圆柱云相互作用的数值研究

高速颗粒流在天文、自然灾害、工业安全、医疗工业和国防等领域有着重要应用。采用基于分层流模型的直接数值模拟方法,对平面激波与椭圆柱云的相互作用进行数值研究,重点关注椭圆柱横截面的不同长短轴之比和椭圆柱横截面长轴与来流方向所成角度对流场的影响,从气体来流方向上的速度、x轴和y轴方向上的均方根速度、动能、内能和湍动能的分布上进行分析,对能量在计算域的上游区域、椭圆柱云区域和下游区域进行定量分析。同时针对椭圆柱改进了一维体积平均模型,利用该模型拟合了由直接数值模拟得到的反射激波和透射激波位置,获得了最适配的一维体积平均模型中的人工有效阻力系数,并探讨此系数的分布规律。     

离轴椭圆柱面镜测量方法及调整误差分析

为了实现对离轴椭圆柱面镜面形的高精度检测,提出一种无像差点法和计算全息法相结合的混合式干涉测量方法.针对离轴椭圆柱面镜的特殊面形,将由平面镜与计算全息图(CGH)高度集合而成的标准柱面镜(TC)的出射柱面波作为检测光,并将光轴移至入射一侧的椭圆焦点与离轴椭圆柱面镜中心的连线方向,以减少测量光路的相对口径.再利用椭圆的一对无像差共轭点,实现干涉测量.将离轴椭圆柱面镜作为光轴上具有6个自由度的空间刚体,推导出误差分离矩阵.从波像差理论出发,推算出调整量引起的调整误差的各部分参数,确定了干涉测量方法中的调整量.实验结果表明,该测量方法可以有效地实现离轴椭圆柱面镜形貌的测量,利用误差分离矩阵可以推导出调整误差参数,便于进一步的系统误差分析与校正.     

FDTD法对二维正方格子光子晶体带隙的数值计算

通过optiFDTD模拟软件对二维椭圆柱构造的正方格子光子晶体的禁带特性进行了数值模拟。分别研究了在空气中椭圆介质(Ge,Si,GaAs)柱和在介质(Ge,Si,GaAs)中椭圆空气柱构造的二维正方格子光子晶体中椭圆柱的横轴半径和纵轴半径的大小,以及椭圆柱的不同旋转角度对光子禁带的影响;并计算出了在上述两种情况下的空气和介质中的最优结构参数。     

三角晶格磁振子晶体带结构的优化研究

用平面波展开法数值计算了椭圆柱散射体正三角排列的二维磁振子晶体带结构.结果显示,同样的填充率下,带隙的宽度和中心频率随着椭圆两半径之比s的变化出现明显的变化,椭圆柱散射体在三角晶格中可以打开低频带隙或使低频带隙加宽.     

椭圆柱体对任意入射极化的电磁波的散射

基于电磁场的多尺度变换理论,得到了以导体椭圆柱为例的电磁波任意极化,任意垂直入射到目标上的散射场的解析式.将所得结果应用于计算圆柱目标的散射场,结果与文献完全一致.对椭圆柱体的散射宽度随入射波方位角,电磁波频率以及目标尺寸的变化进行了仿真.结果表明,在垂直于电磁波的方向上观测时,椭圆柱的垂直尺寸对散射有较大的影响,电磁波水平极化时散射最强.所用算法适用于介质椭圆柱等目标的散射特性研究,所得结果为目标尺寸、形状遥感电磁测量等实际应用提供了理论依据.     

超椭圆柱面梯度线圈设计

超椭圆柱设计表面能够减小线圈与目标的距离,提高空间利用率,扩大成像区域的有效范围.提出利用流函数法及柱面的可展性在超椭圆柱面上设计核磁共振成像系统中的梯度线圈.根据Biot-Savart定律建立磁场强度与流函数的表达式,采用最小二乘法和Tikhonov正则化方法构造了双目标设计函数.利用柱面的可展性提高了基于分片离散流函数计算电磁场的数值精度,通过L-曲线方法实现了正则参数的合理选取.通过引入适当的流函数边界约束条件,把梯度线圈的优化问题转化为适定线性方程组的直接求解问题.通过数值算例验证了超椭圆柱面展开求解方法的正确性.优化结果显示,在满足线性度误差小于5%的设计约束下,该方法在设计超椭圆柱面线圈驱动电流分布的同时有效控制了梯度线圈的能耗.     

用儒可夫斯基变换计算椭圆柱螺线管的磁场

利用复数坐标系z平面上的儒可夫斯基变换,计算长直椭圆柱螺线管的磁场．     

均质椭圆柱面刚体转动惯量的计算

根据转动惯量的定义,运用计算转动惯量的质量投影法,计算了均质椭圆柱面刚体对转轴的转动惯量.